Dix exercices pour maîtriser la tension électrique : unités, branchement du voltmètre, circuits en série et en dérivation, tension nominale et problèmes de synthèse. Cherche seul, puis consulte le corrigé séparé.
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Les exercices sur la tension électrique
Exercice 1 : Questions de cours1. Quel est le symbole de la tension et celui de son unité ?
2. Quel appareil mesure une tension ?
3. Comment se branche-t-il : en série ou en dérivation ?
4. Que signifie l’inscription « 6 V » sur une lampe ?
Convertis : a. 3 500 mV en V ; b. 0,23 kV en V ; c. 12 V en mV ; d. 450 mV en V ; e. 25 kV en V.
Dis si chaque affirmation est vraie ou fausse et justifie.
a. La tension aux bornes d’un fil de connexion est nulle.
b. Un voltmètre se place en série dans le circuit.
c. En dérivation, la tension aux bornes de chaque branche est la somme des tensions des autres branches.
d. Une pile non branchée n’a aucune tension à ses bornes.
Un générateur alimente deux lampes en série. Trois voltmètres sont branchés comme sur le schéma.
1. Quelle loi relie U, U1 et U2 ?
2. Calcule la valeur indiquée par le voltmètre de L2.
3. On remplace L2 par un fil. Que devient la tension aux bornes de L1 ?
1. Deux lampes sont en dérivation sur un générateur de 6,0 V. Quelles sont les tensions U1 et U2 ?
2. Trois piles identiques de 1,5 V sont montées en série (borne + de l’une reliée à la borne − de la suivante). Quelle est la tension totale ?
3. Combien de piles de 1,5 V en série faut-il pour obtenir 6,0 V ?
Un voltmètre possède les calibres 2 V, 20 V, 200 V et 600 V. Pour chaque tension, indique le calibre à choisir : a. une pile ronde de 1,5 V ; b. une pile plate de 4,5 V ; c. une batterie de 12 V ; d. la prise de courant de 230 V (à ne mesurer que sous la surveillance d’un adulte).
Dans un circuit série composé d’une pile de 4,5 V, d’une lampe et d’un interrupteur, on place un voltmètre aux bornes de l’interrupteur.
1. Que lit-on lorsque l’interrupteur est ouvert ?
2. Que lit-on lorsque l’interrupteur est fermé ?
3. Que lit-on alors aux bornes de la lampe, interrupteur fermé ?
4. Intensité et tension aux bornes de l’interrupteur ouvert : l’une d’elles est-elle nulle ? Justifie.
Une guirlande de 50 lampes identiques est montée en série et branchée sur une prise de 230 V.
1. Calcule la tension aux bornes de chaque lampe.
2. Une lampe est dévissée : que se passe-t-il pour les autres lampes ? Pourquoi ?
3. Comment faudrait-il monter les lampes pour que les autres continuent de briller ? Quelle serait alors la tension à leurs bornes ?
Un générateur de 6,0 V alimente deux lampes. Voici les mesures de deux élèves : Tom lit U1 = 6,0 V et U2 = 6,0 V ; Léa lit U1 = 2,5 V et U2 = 3,5 V.
1. Pour chaque élève, les lampes sont-elles en série ou en dérivation ? Justifie.
2. Un troisième élève lit 2,0 V et 4,2 V. Ses mesures sont-elles cohérentes avec un montage en série ? Calcule l’écart et propose une cause possible.
Un générateur de 12 V alimente une lampe L1 en série avec un ensemble de deux lampes L2 et L3 montées en dérivation. La tension aux bornes de L1 est U1 = 7,0 V.
1. Dessine le schéma de ce circuit.
2. Calcule la tension aux bornes de L2.
3. Quelle est la tension aux bornes de L3 ?
4. Place sur ton schéma trois voltmètres pour vérifier ces valeurs.
